学术界普遍认同，海洋中痕量金属的分布主要受“自上而下”的机制影响。不过，我国学者近期领导的一项研究对此传统观点提出了疑问，并发现了新的元素循环规律。这一新发现已引发学术界的广泛关注及热烈讨论。
研究重要突破
北京大学地球与空间科学学院的杜江辉助理教授携手美国及瑞士的研究团队，成功开展了一项关键性研究。该研究成就已登载于国际顶级学术期刊《自然》。杜江辉不仅是该论文的首要作者，还担任了通讯作者，并领导了整个研究团队。研究主要针对海洋中的微量元素，对海洋科学领域的持续进步具有潜在推动作用。
痕量金属作用
海水中溶解着铁、镍、铜等稀有金属和稀土元素，其含量在每千克海水中均不超过1微克。尽管这些金属的浓度非常低，但它们在保障海洋生态系统稳定运作方面扮演着关键角色。这些金属是海洋生态系统必不可少的营养元素，并且作为追踪手段，帮助科研人员揭示海洋与地球系统的发展历史。此外，它们在推动低碳经济向绿色经济转型方面发挥着极其重要的作用，同时在众多领域表现出了其不可替代的作用。
传统模型矛盾
传统模型从上至下进行解析，提出海洋中的元素主要源于地表河流和风尘的输入，其中有机质和生物颗粒扮演着类似“快递员”的角色，将金属从地表运送至深海。然而，随着研究的持续深入，越来越多的证据表明，这种解释与深海中众多金属元素的分布规律存在冲突，对传统认知构成了挑战。
团队破解难题
为消除传统观念对深海金属元素分布规律的疑问，研究团队对海洋水体及沉积物进行了细致的监测；同时，他们运用模拟技术对金属元素在水柱与沉积物间的迁移和循环过程进行了深入的探究。他们对各类颗粒吸附金属元素的能力进行了深入探究，利用先进的模拟技术构建了成岩初期金属元素分布的模型，精确测量了海底金属元素的流量，逐步解开了深海金属元素分布的奥秘。
取得关键认识
研究团队精心构建了三维海水元素循环模型，并对金属元素在海洋表层至海底的循环路径进行了全面深入的分析。分析结果揭示：一方面，锰氧化物在深海颗粒吸附过程中扮演了核心角色；另一方面，他们发现了深海海底通量动态变化的活跃机制；最终，他们提出了一种创新的“自下而上”的元素循环模式。这些发现为海洋痕量金属的研究领域开拓了新的研究方向。
研究重大意义
杜江辉强调，该研究对海洋元素循环的关键步骤进行了深入研究。这一成果刷新了学术界对海洋痕量金属循环模式的认知，同时突出了深海海底在痕量金属循环中的核心作用，这一作用之前并未得到充分关注。从地球系统科学的立场出发，这一发现为后续研究提供了新的观察角度和研究方向。
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